En titt på små forstyrrende RNA og bruk i molekylær genetikk forskning
siRNA, som står for lite forstyrrende ribonukleinsyre, er en klasse av dobbeltstrengede RNA-molekyler. Det er noen ganger kjent som kort forstyrrende RNA eller silencing RNA.
Før du drar inn i hva som helst siRNA, er det viktig å vite funksjonen til RNA. Ribonukleinsyre (RNA) er en nukleinsyre tilstede i alle levende celler og fungerer som en messenger som bærer instruksjoner fra DNA for å kontrollere syntesen av proteiner (merk: i noen virus har RNA heller enn DNA også den genetiske informasjonen).
Små interfererende RNA (siRNA) er små biter av dobbeltstrenget (ds) RNA, vanligvis omtrent 21 nukleotider langt, med 3'-overheng (2 nukleotider) i hver ende som kan brukes til å "forstyrre" translasjonen av proteiner ved binding til og fremme nedbrytningen av messenger-RNA (mRNA) ved spesifikke sekvenser.
Ved å gjøre det forhindrer siRNA produksjonen av spesifikke proteiner basert på nukleotidsekvensene av deres tilsvarende mRNA. Prosessen kalles RNA interferens (RNAi), og kan også refereres til som siRNA silencing eller siRNA knockdown.
Hvor de kommer fra
siRNA anses generelt å ha kommet fra lengre tråder med eksogen vekst eller opprinnelse fra en organisme utenfor), som er tatt opp av cellen og gjennomgår videre behandling.
RNA kommer ofte fra vektorer , som virus eller transposoner, og har blitt funnet å spille en rolle i antiviralt forsvar, nedbrytning av overproducert mRNA eller mRNA for hvilken oversettelse har blitt avbrutt, og forhindring av forstyrrelse av genomisk DNA ved transposoner.
Hver siRNA-streng har en 5'-fosfatgruppe og en 3'-hydroksyl (OH) gruppe. De er produsert fra dsRNA eller hårnålsløyfe RNA, som etter å ha kommet inn i en celle er delt av et RNase III-lignende enzym, kalt Dicer , ved bruk av RNase eller restriksjonsenzymer . SiRNAet blir deretter innlemmet i et multi-subunitproteinkompleks kalt RNAi-indusert silestekompleks (RISC).
RISC "søker ut" et passende målmRNA, hvor siRNAen deretter unwind og antisense-strengen antas å forringe den komplementære streng av mRNA ved bruk av en kombinasjon av endo- og exonuklease enzymer.
Medisinsk og terapeutisk bruk
Når en pattedyrcelle står overfor et dobbeltstrenget RNA som et siRNA, kan det misforstå det som et viralt biprodukt og initiere en immunrespons. I tillegg kan innføringen av et siRNA forårsake utilsiktet off-targeting der annet ikke-truende protein også kan angripes og slås ut.
Å introdusere for mye siRNA til kroppen kan resultere i uspesifikke hendelser på grunn av aktivering av medfødte immunresponser, men gitt muligheten til å slå et hvilket som helst gen av interesse, har siRNA potensialet for mange terapeutiske anvendelser.
Ved kjemisk modifisering av siRNAer for å forbedre deres terapeutiske egenskaper som:
- forbedret aktivitet
- økt serumstabilitet og mindre off-mål
- redusert immunologisk aktivering
Mange sykdommer kan potensielt behandles ved å hemme genuttrykk. Derfor er utformingen av syntetisk siRNA for terapeutisk bruk blitt et populært mål for mange biofarmaceutiske bedrifter.
En detaljert database over all slik kjemisk modifikasjon er manuelt kurert ved siRNAmod, en manuelt kurert database av eksperimentelt validert kjemisk modifiserte siRNAer.
kilder:
Tsai, CS Biomacromolecules: Introduksjon til struktur, funksjon og informatikk. Wiley-Liss, 2007.
Whitehead, KA; Dahlman, JE; Langer, RS; Anderson, GD (2011). "Silencing eller Stimulering? SiRNA Levering og Immunsystemet". Årlig gjennomgang av kjemisk og biomolekylærteknikk 2 : 77-96.
Alekseev OM, Richardson RT, Alekseev O, O'Rand MG (2009). "Analyse av genuttrykksprofiler i HeLa-celler som svar på overekspresjon eller siRNA-mediert uttømming av NASP". Reproduktiv biologi og endokrinologi: 45.